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碳構成地球生命的基礎，數百萬種含碳化合物構成了所有生物的18％。它可以與其他原子形成穩定的共價鍵，并顯示為長鏈或強互連的碳-碳鍵環。這些導致地球上存在的碳化合物的多樣性和復雜性。
這些碳化合物包括在活生物體細胞中發現的有機分子，例如蛋白質，碳水化合物和DNA，以及無機化合物，例如碳氧化物。有機分子的研究構成了一個稱為有機化學的專業領域。碳還可以與金屬作為有機金屬化合物形成共價鍵。血紅蛋白的氧結合位點即卟啉鐵就是這樣的例子。
盡管自然界中碳豐富，但在正常條件下碳相對沒有反應性。在標準溫度下，它對酸（硫酸或鹽酸）或堿不起作用。在此溫度下對氧化也穩定。但是，在更高的溫度下，碳可以與氧氣反應形成碳氧化物（CO2和CO），與硫氣形成二硫化碳，與硅反應形成碳化物。
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